JP6068256B2 - 被加工物の切削方法 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物の切削方法に関する。

例えば、半導体デバイス製造工程においては、円板状の半導体ウェーハの表面に格子状の分割予定ラインによって多数の矩形領域を区画し、これら矩形領域の表面にＩＣやＬＳＩ等の電子回路を形成し、次いで裏面を研削した後に研磨するなど必要な処理をしてから、全ての分割予定ラインを切削して切断、すなわちダイシングして、多数の半導体チップを得ている。また、光学部品や各種電子部品によく用いられるガラスやセラミックス、樹脂基板等も同様にダイシングして多数のチップに分割されている（例えば、特許文献１，２参照）。

特開平８−６９９８５号公報 特開２０１０−１１８４２６号公報

切削装置では、通常、リング状のフレームに半導体ウェーハ等の被加工物をダイシングテープで固定し、被加工物とフレームとをチャックテーブルに固定しつつダイシングを行う。フレームは、被加工物のハンドリングを容易にするという効果がある。一方、ダイシングテープは、フレームにダイシングテープを貼着させるためにはフレームの内径よりも大きい面積が必要となる。

また、ダイシングテープが加工中にチャックテーブルからめくれ上がると、チャックテーブルの保持面の吸着部が外部に露出してしまい、チャックテーブルの保持面の吸着部の吸引力の低下を招いたり、切削手段が誤ってダイシングテープを切削したりする虞があるため、チャックテーブルをダイシングテープで覆い、このダイシングテープの外周をフレームで固定している。つまり、チャックテーブルの保持面の吸着部を覆うことが被加工物の吸着のために必要である。

なお、加工後のハンドリングでフレームを必ずしも必要としない、半導体ウェーハ等と比べてラフな扱いが可能な被加工物、例えば樹脂基板やガラス等もあるが、分割後のチップをチャックテーブルから一つずつピックアップすることは困難なため、切削装置ではダイシングテープを用いるのが通常である。

ところで、ダイシングテープは消耗品であり、コストに直結する部材であることから、フレームに貼着するためにフレームの内径よりも大きい面積にすると、その分コスト増となるという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リング状のフレームを使用することなく被加工物に対して切削加工を施すことができ、切削装置を用いた被加工物の切削のコストを抑えることができる被加工物の切削方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の被加工物の切削方法は、保持面で被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段と、を備えた切削装置を用いて板状の被加工物を切削する被加工物の切削方法であって、外周が自由端である粘着テープの粘着面に被加工物の裏面を貼着する粘着テープ貼着ステップと、粘着テープ貼着ステップの後に、粘着テープを介して被加工物をチャックテーブルで吸引保持する保持ステップと、保持ステップの後に、切削ブレードに切削液を供給しながら、切削ブレードと被加工物を保持したチャックテーブルとを切削送り方向に相対移動させ、切削ブレードで被加工物に切削溝を形成する切削ステップと、を含み、保持ステップでは、粘着テープの自由端がチャックテーブルの保持面からはみ出して位置付けられることを特徴とする。

また、上記被加工物の切削方法において、粘着テープは保持面を覆う面積を有し、保持ステップでは、粘着テープの全周が保持面からはみ出していることが好ましい。

本発明の被加工物の切削方法によれば、被加工物の裏面と貼着する粘着テープの端をチャックテーブルの保持面からはみ出して位置付けることから、チャックテーブルの保持面からはみ出した端は、切削ステップにおいて切削ブレードの回転によって連れ回る切削液に対して傘や庇のような役割を果たし、保持面へ切削液が浸入することを抑える。このため、切削ステップにおいて、チャックテーブルの保持面の吸引力の低下が抑えられ、チャックテーブルの保持面に吸引保持された粘着テープのめくれを抑えることができる。

切削ステップにおいて、チャックテーブルの保持面から粘着テープがめくれることを抑えることができるので、リング状のフレームを使用せずに被加工物に対して切削加工を施すことができる。このため、粘着テープの面積をフレームの内径以下の面積とすることができ、粘着テープを節約することができる。したがって、切削装置を用いた被加工物の切削のコストを抑えることができる。

図１は、実施形態に係る切削装置の構成例を示す概略構成図である。 図２は、実施形態に係る被加工物の切削方法のフロー図である。 図３は、実施形態に係る被加工物の切削方法の粘着テープ貼着ステップの説明図である。 図４は、粘着テープ貼着ステップにより粘着テープが貼着された被加工物の斜視図である。 図５は、実施形態に係る被加工物の切削方法の保持ステップの説明図である。 図６は、実施形態に係る被加工物の切削方法の切削ステップの説明図である。 図７は、切削ステップにより切削された被加工物の断面図である。 図８は、実施形態に係る被加工物の切削方法の変形例を示す説明図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

〔実施形態〕
図１は、実施形態に係る切削装置の構成例を示す概略構成図である。本実施形態は、被加工物の切削方法に関する。本実施形態に係る被加工物の切削方法は、図１に示すように、切削装置１を用いて矩形状の板状の被加工物Ｗ（図３参照）を切削するものである。

切削加工対象としての被加工物Ｗは、特に限定されないが、例えば、シリコン、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）等を母材とする半導体ウェーハや光デバイスウェーハ、セラミック、ガラス、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）系の無機材料基板、金属や樹脂等の延性材料等、各種加工材料である。

本実施形態に係る被加工物の切削方法で用いられる切削装置１は、保持面１１で被加工物Ｗを吸引保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗを切削する切削ブレード２１を含む切削手段２０と、を備えた加工装置である。切削装置１としては、チャックテーブル１０と切削ブレード２１を含む切削手段２０とを備えた公知の加工装置を用いることができる。本実施形態において、切削装置１は、例えば、チャックテーブル１０と、切削手段２０と、撮像手段３０と、真空吸引手段４０と、Ｘ軸移動手段５０と、Ｙ軸移動手段６０と、Ｚ軸移動手段７０と、θ軸回転手段８０と、制御手段９０と、を含んで構成されている。

チャックテーブル１０は、例えば、その外形が被加工物Ｗに対応する矩形状である。チャックテーブル１０は、被加工物Ｗを吸引保持するための吸引領域としてのポーラス面１２が配設された保持面１１を有している。チャックテーブル１０は、保持面１１で被加工物Ｗを吸引保持する。保持面１１は、ポーラス面１２を含むチャックテーブル１０の上面の全面である。ポーラス面１２は、チャックテーブル１０の外形、すなわち保持面１１の外形よりも小さい矩形状である。ポーラス面１２は、ポーラスセラミック等で構成されており、真空吸引手段４０と接続されている。

切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗを切削する切削ブレード２１を含む。本実施形態において、切削手段２０は、例えば、切削ブレード２１と、スピンドル２２と、スピンドルハウジング２３と、ノズル２４と、を備えている。切削ブレード２１は、リング状の極薄の切削砥石である。ノズル２４は、切削ブレード２１による被加工物Ｗの切削加工中に切削液Ｌ（図６参照）を供給する。ノズル２４は、被加工物Ｗの加工点に向けて切削液Ｌを噴射する噴射ノズル２４ａと、切削ブレード２１に向けて切削液Ｌを噴射する噴射ノズル２４ｂと、を有している。

撮像手段３０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサを用いたカメラ等である。撮像手段３０は、被加工物Ｗの表面を撮像してアライメント調整用画像データを生成し、この画像データを制御手段９０へ出力する。真空吸引手段４０は、ポーラス面１２と接続される吸引経路４１と、圧縮空気を供給するための圧縮空気供給源４２と、圧縮空気の経路を開閉する開閉弁４３と、圧縮空気を噴射して真空（負圧）を発生させるエジェクタ４４と、エジェクタ４４と吸引経路４１との間に配設される逆止弁４５と、ポーラス面１２から吸引された空気やエジェクタ４４から噴射された圧縮空気等を外部へ排出する排出経路４６と、を備えている。開閉弁４３の開閉動作は、制御手段９０により制御される。

Ｘ軸移動手段５０は、図示しない装置本体に対してチャックテーブル１０をＸ軸方向（切削送り方向に相当）に相対的に切削送りさせる。Ｙ軸移動手段６０は、装置本体に対して切削手段２０をＹ軸方向（割り出し送り方向）に相対的に割り出し送りさせる。Ｚ軸移動手段７０は、装置本体に対して切削手段２０をＺ軸方向（切り込み送り方向）に相対的に切り込み送りさせる。なお、本実施形態において、Ｘ軸方向は、切削ブレード２１の回転軸線と直交する方向であり、鉛直方向と直交する方向である。また、Ｙ軸方向は、切削ブレード２１の回転軸線の方向であり、鉛直方向と直交する方向である。また、Ｚ軸方向は、鉛直方向である。θ軸回転手段８０は、チャックテーブル１０をその中心軸線を中心として、切削ブレード２１に対して任意の角度の回転または連続回転の回転運動をすることができる。

制御手段９０は、コンピュータを有する電子制御装置である。制御手段９０は、上記各手段３０〜８０と接続されており、上記各手段３０〜８０を制御する。

次に、図２から図７を参照して、本実施形態に係る被加工物の切削方法について説明する。図２は、実施形態に係る被加工物の切削方法のフロー図である。図３は、実施形態に係る被加工物の切削方法の粘着テープ貼着ステップの説明図である。図４は、粘着テープ貼着ステップにより粘着テープが貼着された被加工物の斜視図である。図５は、実施形態に係る被加工物の切削方法の保持ステップの説明図である。図６は、実施形態に係る被加工物の切削方法の切削ステップの説明図である。図７は、切削ステップにより切削された被加工物の断面図である。本実施形態に係る被加工物の切削方法は、粘着テープ貼着ステップ、保持ステップおよび切削ステップを含んでいる。

（粘着テープ貼着ステップ）
粘着テープ貼着ステップは、図２および図３に示すように、粘着テープＴの粘着面Ｔａに被加工物Ｗの裏面Ｗｂを貼着するステップである。粘着テープＴは、基材Ｔｃ（図６参照）の片面に粘着材を有する粘着面Ｔａが設けられており、いわゆるダイシングテープと呼ばれるものである。

粘着テープ貼着ステップにおいては、まず、チャックテーブル１０の保持面１１の形状に粘着テープＴを対応させる（ステップＳＴ１）。このステップＳＴ１では、後述する保持ステップにおいて被加工物Ｗを吸引保持するチャックテーブル１０の保持面１１の形状に対応する矩形状の外周が自由端Ｔｂである粘着テープＴを用いる。粘着テープＴは、保持面１１を覆う面積を有している。粘着テープＴは、本実施形態においては粘着テープＴの全周が保持面１１からはみ出す面積を有している。つまり、粘着テープＴは、被加工物Ｗの全周からはみ出る大きさである。なお、保持面１１を覆う粘着テープＴの面積は、図示しないリング状のフレーム（いわゆるテープフレーム）の内径以下の面積である。

次に、被加工物Ｗと粘着テープＴとを位置合わせする（ステップＳＴ２）。このステップＳＴ２では、被加工物Ｗの裏面Ｗｂと粘着テープＴの粘着面Ｔａとを対向させた状態で、被加工物Ｗの中心軸線と粘着テープＴの中心軸線とを揃え、被加工物Ｗの外周の四辺のそれぞれと粘着テープＴの外周の四辺のそれぞれとを平行にする。

次に、被加工物Ｗに粘着テープＴを貼着する（ステップＳＴ３）。このステップＳＴ３では、図４に示すように、上記ステップＳＴ２で位置合わせをした被加工物Ｗと粘着テープＴとを貼着する。また、ステップＳＴ３では、粘着テープＴの自由端Ｔｂを被加工物Ｗからはみ出させて位置付けており、本実施形態においては被加工物Ｗの全周から粘着テープＴの自由端Ｔｂをはみ出させる。

上記ステップＳＴ３により、外周が自由端Ｔｂである粘着テープＴの粘着面Ｔａに被加工物Ｗの裏面Ｗｂを貼着すると、粘着テープ貼着ステップは終了する。なお、粘着テープ貼着ステップにおいては、粘着テープＴは、図示しないリング状のフレームに貼着されていない。このため、被加工物Ｗの全周から自由端Ｔｂがはみ出す。

（保持ステップ）
保持ステップは、上記粘着テープ貼着ステップの後に、粘着テープＴを介して被加工物Ｗをチャックテーブル１０で吸引保持するステップである。保持ステップは、図５に示すように、切削装置１のチャックテーブル１０により実施される。

保持ステップにおいては、まず、被加工物Ｗをチャックテーブル１０に載置する（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４では、被加工物Ｗの中心軸線とチャックテーブル１０の中心軸線とを揃え、被加工物Ｗの外周の四辺のそれぞれと保持面１１の外周の四辺のそれぞれとを平行にする。

次に、粘着テープＴの自由端Ｔｂを保持面１１からはみ出して位置付ける（ステップＳＴ５）。このステップＳＴ５では、粘着テープＴの自由端Ｔｂをチャックテーブル１０の保持面１１からはみ出して位置付けており、本実施形態においては粘着テープＴの全周を保持面１１からはみ出させる。

次に、チャックテーブル１０で被加工物Ｗを吸引保持する（ステップＳＴ６）。このステップＳＴ６では、粘着テープＴを介して被加工物Ｗをチャックテーブル１０で吸引保持する。また、ステップＳＴ６では、真空吸引手段４０の開閉弁４３を開弁することで、圧縮空気供給源４２の圧縮空気がエジェクタ４４から噴射されて真空（負圧）を発生させ、この真空（負圧）を吸引経路４１を介してポーラス面１２に作用させて保持面１１上の被加工物Ｗを吸引保持する。

ステップＳＴ６で保持面１１の全周からはみ出させた粘着テープＴの自由端Ｔｂと保持面１１との最短距離は、自由端Ｔｂと保持面１１との距離が短いとめくれにくくなることから、本実施形態においては２０ｍｍ以下であることが好ましい。最短距離は、粘着テープＴの硬さや厚み、切削ステップでの切削ブレード２１の回転数や切削送り速度などに応じて適宜変更可能である。

上記ステップＳＴ６により、粘着テープＴを介して被加工物Ｗをチャックテーブル１０で吸引保持すると、保持ステップは終了する。

（切削ステップ）
切削ステップは、上記保持ステップの後に、切削ブレード２１に切削液Ｌを供給しながら、切削ブレード２１と被加工物Ｗを保持したチャックテーブル１０とを切削送り方向に相対移動させ、切削ブレード２１で被加工物Ｗに切削溝を形成するステップである。切削ステップは、図６に示すように、切削装置１の切削手段２０により実施される。

切削ステップにおいては、まず、切削液Ｌを供給する（ステップＳＴ７）。このステップＳＴ７では、被加工物Ｗに対する切削手段２０のＸ軸方向（切削送り方向）、Ｙ軸方向（割り出し送り方向）およびＺ軸方向（切り込み送り方向）の初期位置を設定し、この設定した初期位置に切削手段２０を位置合わせした後、切削ブレード２１を高速で回転させつつノズル２４から切削液Ｌを噴射する。

次に、切削ブレード２１とチャックテーブル１０とを切削送り方向へ相対移動させる（ステップＳＴ８）。このステップＳＴ８では、図７に示すように、Ｘ軸移動手段５０によりチャックテーブル１０を切削送り方向（＋Ｘ方向）へ相対移動させることで、切り込み側（粘着テープＴにおける＋Ｘ方向の端側）から切り抜け側（粘着テープＴにおける−Ｘ方向の端側）へ切削ブレード２１が相対移動し、被加工物Ｗに切削溝を形成する。この際、チャックテーブル１０の保持面１１からはみ出した自由端Ｔｂは、切削ブレード２１の回転によって連れ回る切削液Ｌに対して傘や庇のような役割を果たし、保持面１１へ切削液Ｌが浸入することを抑える。このため、吸引経路４１を介して切削液Ｌがエジェクタ４４に吸い込まれることによる真空吸引手段４０の吸引力の低下が抑えられる。このため、ステップＳＴ８では、粘着テープＴが保持面１１からめくれることが抑えられる。

上記ステップＳＴ８により、被加工物Ｗに切削溝を形成すると、切削ステップは終了する。

以上説明したように、本実施形態に係る被加工物の切削方法によれば、保持ステップでは、粘着テープＴの自由端Ｔｂがチャックテーブル１０の保持面１１の全周からはみ出して位置付けられることから、チャックテーブル１０の保持面１１からはみ出した自由端Ｔｂは、切削ステップにおいて切削ブレード２１の回転によって連れ回る切削液Ｌに対して傘や庇のような役割を果たすので、保持面１１へ切削液Ｌが浸入することで真空吸引手段４０の吸引力が低下し、粘着テープＴがめくれることを抑えることができる。

このため、リング状のフレームを使用せずに、切削装置１により被加工物Ｗに切削加工を施すことができる。また、リング状のフレームを使用しないことから、粘着テープＴの面積をフレームの内径以下の面積にすることができる。つまり、粘着テープＴの全周をリング状のフレームに貼着する場合に比べて、粘着テープＴを節約することができる。したがって、切削装置１を用いた被加工物Ｗの切削のコストを抑えることができる。

また、粘着テープＴの自由端Ｔｂがチャックテーブル１０の保持面１１の全周からはみ出していることから、切削ブレード２１とチャックテーブル１０との切削送り方向がどの方向であっても、粘着テープＴが保持面１１からめくれることを抑えることができる。

また、リング状のフレームを使用しないことから、フレームに粘着テープＴを貼着するための工程（フレーム貼着工程）を削減することもできるため、工程削減を図ることもできる。また、フレーム貼着工程の削減により、フレーム貼着装置を省略したり、作業時間を短縮したりすることができる。

また、保持面１１の形状に粘着テープＴの形状を対応させることで、保持面１１の全周からはみ出る自由端Ｔｂの面積が抑えられることから、粘着テープＴを節約することができる。

〔変形例〕
次に、図８を参照して、実施形態に係る被加工物の切削方法の変形例について説明する。図８は、実施形態に係る被加工物の切削方法の変形例を示す説明図である。本実施形態に係る被加工物の切削方法の変形例は、切削装置１を用いて円形状の板状の被加工物Ｗを切削するものである。

本実施形態に係る被加工物の切削方法の変形例では、外周が自由端Ｔｂである粘着テープＴおよびチャックテーブル１０は、被加工物Ｗに対応する円形状である。粘着テープＴは、自由端Ｔｂが円形状の保持面１１の全周からはみ出す面積を有しており、粘着テープＴの全周が保持面１１からはみ出している。また、粘着テープＴは、外周がリング状のフレームに貼着されておらず、リング状のフレームの内径以下の面積である。

以上のように、本実施形態に係る被加工物の切削方法の変形例によれば、チャックテーブル１０の保持面１１からはみ出した自由端Ｔｂは、切削ブレード２１の回転によって連れ回る切削液Ｌに対して傘や庇のような役割を果たすので、切削ステップにおいて、粘着テープＴが保持面１１からめくれることを抑えることができる。

なお、上記実施形態において、チャックテーブル１０の保持面１１の全周から粘着テープＴの自由端Ｔｂをはみ出させていたが、切削ブレード２１と被加工物Ｗとの接線方向に被加工物Ｗを切削送りする、いわゆるダウンカットである場合、切り込み側の自由端Ｔｂよりも切り抜け側の自由端Ｔｂがめくれやすくなることから、少なくとも切り抜け側となる粘着テープＴの自由端Ｔｂを保持面１１からはみ出させればよい。また、上記ダウンカットとは反対となる、いわゆるアップカットである場合、切り抜け側の自由端Ｔｂよりも切り込み側の自由端Ｔｂがめくれやすくなることから、少なくとも切り込み側となる粘着テープＴの自由端Ｔｂを保持面１１からはみ出させればよい。つまり、互いに直交する格子状の分割予定ラインが形成された矩形状の被加工物Ｗであれば、被加工物Ｗの形状に対応する矩形状の粘着テープＴの少なくとも隣り合う二辺を保持面１１の隣り合う二辺からはみ出させればよい。

１ 切削装置
１０ チャックテーブル
１１ 保持面
２０ 切削手段
２１ 切削ブレード
Ｌ 切削液
Ｔ 粘着テープ
Ｔａ 粘着面
Ｔｂ 自由端
Ｗ 被加工物
Ｗｂ 裏面
Ｘ 切削送り方向

Claims (2)

1. 保持面で被加工物を吸引保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルに保持された前記被加工物を切削する切削ブレードを含む切削手段と、を備えた切削装置を用いて板状の被加工物を切削する被加工物の切削方法であって、
   外周が自由端である粘着テープの粘着面に前記被加工物の裏面を貼着する粘着テープ貼着ステップと、
   前記粘着テープ貼着ステップの後に、前記粘着テープを介して前記被加工物を前記チャックテーブルで吸引保持する保持ステップと、
   前記保持ステップの後に、前記切削ブレードに切削液を供給しながら、前記切削ブレードと前記被加工物を保持した前記チャックテーブルとを切削送り方向に相対移動させ、前記切削ブレードで前記被加工物に切削溝を形成する切削ステップと、を含み、
   前記保持ステップでは、前記粘着テープの自由端が前記チャックテーブルの保持面からはみ出して位置付けられることを特徴とする被加工物の切削方法。
2. 前記粘着テープは前記保持面を覆う面積を有し、
   前記保持ステップでは、前記粘着テープの全周が前記保持面からはみ出していることを特徴とする請求項１記載の被加工物の切削方法。

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